6.3种群基因组成的变化与物种的形成(第2课时) 课件 2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦“种群基因组成的变化与物种的形成”，核心讲解隔离在物种形成中的作用。课堂以“探究抗生素对细菌的选择作用”实验导入，结合课本P115及视频，引导学生分析实验原理、步骤及结果，衔接自然选择改变基因频率的知识，再过渡到隔离的类型与作用，构建连贯学习支架。 其亮点在于以科学探究为载体，通过实验数据（抑菌圈直径逐代减小）和讨论（耐药菌变异与选择）培养科学思维，结合桦尺蛾进化、加拉帕戈斯地雀案例及物种概念辨析（如骡不可育）深化生命观念。采用实验模拟与案例分析结合的教学方法，小结用表格对比知识，帮助学生系统掌握，也为教师提供丰富素材，提升教学效率。

第6章 生物的进化 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成 第1课时 隔离在物种形成中的作用 教材分析 课标要求 素养目标 1.理解生物进化的关键是，在一个种群中，具有优势性状的个体会在群体中占据越来越大的比例 2.掌握自然选择是驱动生物更好地适应特定生存环境的动力。 3.理解并阐述变异（原材料）、自然选择（方向） 以及隔离（必要条件） 三者如何共同作用导致新物种的形成 1.生命观念：理解种群是生物进化的基本单位，认同基因库和基因频率是种群遗传特征，形成进化与适应观。 2.科学思维：能够运用数学方法计算基因频率，分析自然选择对基因频率的影响，培养模型构建和数据分析能力。 3.科学探究：通过模拟桦尺蠖种群基因频率变化，体验科学探究过程，能够解释自然选择如何导致生物进化 4.社会责任: 理解生物进化理论在保护生物多样性，树立科学的进化世界观。 难点 重点 2 01 探究抗生素对细菌的选择作用 02 目录 03 隔离在物种形成中的作用 教材练习与应用 3 请同学们结合课本P115并观看视频，总结该实验的实验原理、方法步骤 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 1.实验原理： 一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。 2.目的要求： 通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 3.材料用具： 经高温灭菌的牛肉膏蛋白胨液体培养基及固体培养基平板，细菌菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)，含有抗生素(如青霉素、卡那霉素等)的圆形滤纸片(以下简称“抗生素纸片”)，不含抗生素的纸片，镊子，涂布器，无菌棉签，酒精灯，记号笔，直尺等。 ①培养基分区 用记号笔在_____________画2条相互______的直线，将培养皿分为_____个区域，分别标记①~④。 ②梯度稀释和涂布 取少量（经过_____的）细菌的培养液，用无菌的涂布器（或无菌棉签）_____地涂抹在_________________________________________上。 培养皿的底部 垂直 4 稀释 均匀 （牛肉膏蛋白胨固体）培养基平板 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 4.方法步骤： 活化菌株：将保存的菌株放入适宜的培养基中培养，获得活力旺盛的、数量足够的培养物。 牛肉膏蛋白胨 液体培养基 牛肉膏蛋白胨 固体培养基 筛选耐药菌时，供细菌生长 （含琼脂） 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 ③放置抗生素纸片 用_______的镊子先夹取1张______________的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张____________放在②~④号区域的中央，盖上皿盖。 ④培养 将培养皿_____于_____的恒温箱中培养______h。 不含抗生素 抗生素纸片 无菌 倒置 37℃ 12-16 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 4.方法步骤： ⑤观察培养基上细菌的生长状况 纸片附近是否出现了________。 如果有，测量和记录每个实验组中抑菌圈的 _______，并取_______。 ⑥挑菌、传代培养 从_____________的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤②~⑤。 如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的_______。 抑菌圈 直径 平均值 实验结果的指标： 抑菌圈直径的大小 抑菌圈边缘 直径 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 4.方法步骤： 与区域①相比，区域②③④纸片周围会出现抑菌圈；区域②③④抑菌圈的平均直径逐代_____________。 越来越小 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 5.实验结果： 6.实验结论： 组别 抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代 1 2.26 1.89 1.62 2 2.41 1.91 1.67 3 2.42 1.87 1.69 平均值 2.36 1.89 1.66 ➡细菌耐药性的出现是可遗传变异导致的。 ➡抗生素的选择作用导致耐药菌比例逐代提高。 讨论： 1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 因为抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。抗生素能够杀死细菌，在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可能存在具有耐药性的细菌。 2.你的数据是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？说说你的理由。 支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。 3.在本实验的培养条件下，耐药菌所产生的变异是有利还是有害的？你怎么理解变异是有利还是有害的？ 在本实验条件下，耐药菌产生的变异一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 将你的数据和结论与其他同学的进行比较，根据实际情况回答。 这些做法都会促进耐药菌的产生。 5.滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法会有什么后果？请你查阅资料，举出更多滥用抗生素的实例。 4.你认为你的数据和结论是有效的吗？ 讨论： 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 “探究抗生素对细菌的选择作用”实验的相关分析 (1)抗生素不是诱变因子，因此细菌耐药性变 异的产生与抗生素无关。 (2)细菌产生耐药性变异的过程属于基因突变 ，而基因突变具有不定向性。 (3)滤纸片上的抗生素杀死了其周围的细菌， 使其不能形成菌落而出现抑菌圈。 探究抗生素对细菌的选择作用 探究.实践 什么是“超级细菌”？ 泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。 基因突变是产生超级细菌的根本原因。 由于大部分抗生素对其不起作用，超级细菌对人类健康已造成极大的危害。 抗生素对细菌具有定向选择作用。 学以致用 1.自然选择如何改变种群基因频率 2.自然选择的作用对象 在自然选择的作用下，具有________的个体有更多的机会产生后代，种群中相应的基因的频率会不断______； 相反，具有________的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会______。　　 有利变异 提高 不利变异 下降 ①直接作用对象：__________________________； ②间接作用对象：__________________________； ③根本作用对象：__________________________。 生物个体的表型（性状） 生物个体的基因型 决定表型的基因 知识归纳 3.自然选择的结果 4.进化的实质 ①生物性状上：生物朝着________的方向不断进化； ②基因上：种群的________会发生______的改变。 有利变异 基因频率 定向 种群基因频率的改变 知识归纳 种群基因频率发生定向改变 不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累 变异 自然选择 生物朝一定方向缓慢进化 生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。 （不定向） （定向） 在自然选择的作用下，有利变异的基因频率不断增大，有害变异的基因频率逐渐减小。 【注意：不是基因型频率】 知识归纳 影响种群基因频率变化（生物进化）的因素 外因：自然选择。 内因：基因突变和部分染色体变异，比如缺失和重复能直接引起基因频率的改变，基因重组只是改变了基因型频率，在自然选择作用下淘汰部分个体后可引起基因频率的变化。 生物进化的基本单位 生物进化的实质 生物进化的原材料 决定生物进化的方向 种群 基因频率的改变 突变和基因重组 自然选择 知识归纳 再次看一下桦尺蛾的变化 1.桦尺蛾进化了吗？为什么？ 2.20世纪的曼彻斯特桦尺蛾有没有形成新物种呢？ 19世纪中叶以前的桦尺蛾 20世纪中叶的桦尺蛾 s>95% s<5% 怎样判断两个种群是不是属于同一物种？或者说进化到什么程度，就可以形成新的物种？ 【任务1】 阅读课本p116-118 ， 完成下列问题： (1)什么叫做物种？ (2)隔离包括哪些类型？ (3)完成思考·讨论中的问题1、2、3、4。 分析隔离在物种形成中的作用 (4)物种形成的三个环节为？ 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 1.物种的概念： 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 2n=64 n=32 2n=62 n=31 2n=63 n=n/a （1）骡是一个物种吗？为什么？ 不是，因为它不能繁殖后代。 （2）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？ 是一个物种，属于两个种群。 （3）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？ 不是 因为后代三倍体西瓜不可育。 （4）三倍体西瓜是一个新物种吗？ 不是，三倍体西瓜不可育。 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 1.物种的概念： （5）全世界的人都是一个物种吗？ 是，白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。 项目 种群 物种 范围 判断标准 联系 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成。 一定区域内的同种生物的所有个体。 种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种 主要是具有一定的形态结构、生理功能和在自然条件下能自由交配并且产生可育后代（无生殖隔离）。 (1)一个物种可以包括许多种群； (2)同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同的亚种，进而可能形成多个新物种。 知识归纳 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 2.隔离： 不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 概念： 类型： ①生殖隔离: ②地理隔离: ➡不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象。 ➡同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 2.隔离： 实例： 生殖隔离 生态隔离 季节隔离 行为隔离 机械隔离 配子隔离 杂种不活 杂种不育 杂种败育 受精前 隔离 受精后 隔离 生活在同一区域的不同生活场所 交配或开花发生在不同季节 两性之间求偶或交配等行为不同 生殖器官的大小和形状不同 个体间可交配和受粉，但不能受精 杂种胚胎不能正常发育 杂种后代不能生育 杂种后代生活力下降，不能存活 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 2.隔离： 实例： 地理隔离 由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流形成了两个不同的亚种。 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 2.隔离： 地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？ 分析隔离在物种形成中的作用 【任务1】 思考：两个鼠种群还能繁衍后代吗？ 两个鼠种群间可能不能自由交配，也可能能自由交配。 如果不能自由交配或交配后不能产生可育后代，说明长期的地理隔离导致生殖隔离，形成了两个新物种；如果能自由交配并产生了可育后代，说明还是同一物种。 物种形成的常见的方式： 地理隔离 生殖隔离 长期 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 这是达尔文在环球考察中观察到的现象。在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。 加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950 km。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。 这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 隔离在物种形成中的作用 思考.讨论 1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？ 由于这两个种群的个体数量都不够的多，基因频率可能不一样。 2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？ 不一样。因为突变是随机发生的。 3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？ 自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。 4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？ 不会。因为个体间有基因的交流。 构建加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式？ 知识归纳 地理隔离 阻断基因交流 基因频率向不同方向发生改变 种群的基因库出现差异 差异进一步加大 生殖隔离 新物种形成 标 志 在突变、基因重组和自然选择下 加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式 ①_________________为生物的进化提供原材料。 ②_________________决定生物进化的方向。 ③_________________是物种形成的必要条件。 突变和基因重组 自然选择 隔离 物种形成的三个基本环节 突变和基因重组 自然选择 改变 种群基本因频率 基因库的差别 积累 时间 地理隔离 导致 种群间生殖隔离 标志 物种形成 构建加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式？ 知识归纳 (1)渐变式: (2)骤变式: ➡实例：加拉帕戈斯群岛上13种地雀的形成。 ➡实例：普通小麦的形成（自然状态）。 原物种➡地理隔离➡自然选择➡新物种 主要通过染色体变异形成新物种，一旦出现，很快形成生殖隔离，多见于植物。 ➡实例: 人工诱导多倍体的形成（无子西瓜） 物种形成的比较常见的方式 (3)爆发式: 不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。 知识归纳 内容 物种形成 生物进化 标志 变化后生物与原生物的关系 二者关系 生殖隔离出现 基因频率改变 属于不同物种 可能属于一个物种 生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成 知识归纳 种群基因组成的变化与物种的形成 课堂小结 (1)探究抗生素对细菌的选择作用 (2)隔离在物种形成中的作用 物种: 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 ①生殖隔离 概念: 指不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 类型: ②地理隔离 隔离: ①突变和基因重组产生进化的原材料 物种形成的三个环节 ②自然选择定向改变种群的基因频率 ③隔离是物种形成的必要条件 ③隔离是物种形成的必要条件 36 √ √ 1.判断下列与隔离有关的表述是否正确。 (1)在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。( ) (2)加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。( ) 练习与应用·概念检测 2.19世纪70年代，10对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是( ) A.两者尚未形成两个物种 B.两者的外部形态有明显差别 C.两者之间已经出现生殖隔离 D.两者的基因库向不同方向改 D 练习与应用·概念检测 斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条(不是偶数)，杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。 1.斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？ 提示： 练习与应用·拓展应用 2.在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？ 学生可以从不同角度提出看法并交流。例如，从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、夭折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。 提示： 练习与应用·拓展应用 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $